CH622276A5 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine neue warmhärtbare Harzzusammensetzung, die eine einen Polyglycidylester einer Fettsäure enthaltende polyfunktionelle Epoxyverbindung, eine polyfunktionelle Isocyanatverbindung und einen Härtungskatalysator aufweist. The present invention relates to a novel thermosetting resin composition which has a polyfunctional epoxy compound containing a polyglycidyl ester of a fatty acid, a polyfunctional isocyanate compound and a curing catalyst.
Die Erzielung sowohl einer ausgezeichneten thermischen Beständigkeit als auch einer ausgezeichneten thermischen Schockbeständigkeit stösst bisher bei Giessharzen für grössere Bauteile wie beispielsweise rotierende Wicklungen bzw. Läufer für elektrische Maschinen hoher Leistung, Transformatorenspulen od. dgl. auf grosse Schwierigkeiten. Insbesondere eine geringe thermische Schockbeständigkeit führt zu dem Nachteil, dass sich beim Härten oder dem Durchlaufen von Temperaturzyklen Risse bilden. Allgemein gilt, dass ein Harz mit ausgezeichneter Hitzebeständigkeit hart ist und entsprechend geringe thermische Schockbeständigkeit aufweist. Giessharze zur Anwendung bei grösseren Apparaturen müssen indessen eine Hitzefestigkeit von zumindest der Klasse F (155° C) aufweisen; hierfür wurden bisher in der Hauptsache alizyklische Epoxyharze eingesetzt. Die thermische Schockbeständigkeit wurde dabei durch Zusatz anorganischer Füllstoffe zur Verringerung des linearen Ausdehnungskoeffizienten des gesamten Giessharzes und entsprechende Verringerung des Unterschieds des linearen Ausdehnungskoeffizienten zwischen den Harzen und der Gissvorrichtung verbessert. Dieses Verfahren ist jedoch insofern beschränkt, als die Fluidität der Harzzusammensetzung mit steigendem Füllstoffgehalt abnimmt. The achievement of both excellent thermal resistance and excellent thermal shock resistance has so far encountered great difficulties with casting resins for larger components, such as rotating windings or rotors for high-performance electrical machines, transformer coils or the like. In particular, a low thermal shock resistance leads to the disadvantage that cracks form when hardening or undergoing temperature cycles. In general, a resin with excellent heat resistance is hard and accordingly has low thermal shock resistance. Casting resins for use with larger apparatus must, however, have a heat resistance of at least class F (155 ° C); So far, mainly alicyclic epoxy resins have been used for this. The thermal shock resistance was improved by adding inorganic fillers to reduce the coefficient of linear expansion of the entire casting resin and correspondingly reduce the difference in the coefficient of linear expansion between the resins and the casting device. However, this method is limited in that the fluidity of the resin composition decreases with increasing filler content.
Es wurde daher in Erwägung gezogen, die Harzzusammensetzung durch Zusatz eines Flexibilisators weicher zu machen, jedoch war bei diesem Verfahren problematisch, dass die Hitzeverformungstemperatur verringert und die Hitzebeständigkeit verschlechtert wurde. It was therefore considered to soften the resin composition by adding a flexibilizer, but the problem with this method was that the heat distortion temperature was lowered and the heat resistance was deteriorated.
In der DE-OS 2 359 386 ist eine warmhärtbare Harzzusammensetzung angegeben, die im wesentlichen aus einem Äquivalent einer polyfunktionellen Epoxyverbindung, 1,5—5,0 Äquivalenten einer polyfunktionellen Isocyanatverbindung und einem Katalysator besteht. Wenn diese warmhärtbare Harzzusammensetzung auf eine Temperatur von 80° C oder darüber erhitzt wird, werden Isocyanurat- und Oxazolidon-ringe gebildet, und es tritt dreidimensionale Vernetzung und DE-OS 2 359 386 specifies a thermosetting resin composition which consists essentially of one equivalent of a polyfunctional epoxy compound, 1.5-5.0 equivalents of a polyfunctional isocyanate compound and a catalyst. When this thermosetting resin composition is heated to a temperature of 80 ° C or above, isocyanurate and oxazolidone rings are formed, and three-dimensional crosslinking and
Härtung ein. Auf diese Weise kann ausgezeichnete Hitzebeständigkeit (Klasse H = 180° C) sowie ausgezeichnete mechanische Festigkeit bei hohen Temperaturen erzielt werden, was bisher mit warmhärtbaren Harzen nach dem Stand der Technik nicht möglich war. Hardening. In this way, excellent heat resistance (class H = 180 ° C) and excellent mechanical strength at high temperatures can be achieved, which was previously not possible with thermosetting resins according to the prior art.
Das ausgehärtete Produkt ist jedoch hinsichtlich seiner thermischen Schockbeständigkeit als Giessharz zur Verwendung in grossen Apparaten nicht zufriedenstellend. Insbesondere wenn die hohe Menge von 54 Vol.% Füllstoff zugemischt und die resultierende Zusammensetzung nach dem sog. «C-Scheiben»-Verfahren (modifiziertes Verfahren nach Olyphant, Minnesota Mining & Mfg. Co; beschrieben in «Thermal Shock Test für Castings, Proceedings, First National Conference on the Application of Electrical Insulation, Ohio, USA, September 1958», später näher erläutert) einem thermischen Schocktest unterzogen wurde, traten bei den Temperaturzyklen bei 180 bis —30° C Risse auf. Ein Zusatz derartig hoher Füllstoffmengen ist allerdings unter praktischen Gesichtspunkten fragwürdig, da derartige Zusammensetzungen nur schwer fliessfä-hig werden. However, the cured product is unsatisfactory in terms of its thermal shock resistance as a casting resin for use in large apparatus. Especially when the high amount of 54 vol.% Filler is mixed in and the resulting composition according to the so-called "C-disk" method (modified method according to Olyphant, Minnesota Mining & Mfg. Co; described in "Thermal Shock Test for Castings, Proceedings , First National Conference on the Application of Electrical Insulation, Ohio, USA, September 1958 ”(explained in more detail later) was subjected to a thermal shock test, cracks occurred in the temperature cycles at 180 to -30 ° C. Adding such large amounts of filler is questionable from a practical point of view, since such compositions are difficult to flow.
In der DE-OS 2 440 953 ist ein Verfahren zur Verbesserung der thermischen Schockbeständigkeit von warmhärtbaren Harzen mit ausgezeichneter Hitzebeständigkeit angegeben, bei dem als polyfunktionelle Epoxyverbindungskomponente ein Oxazolidon-Präpolymer mit terminalen Epoxygruppen eingesetzt wird, das durch Umsetzung einer Diisocyanatverbindung mit einem stöchiometrischen Überschuss einer Diepoxyverbin-dung erhalten ist. Nach diesem Verfahren kann zwar eine beim Auftragen von Filmen bzw. Schichten von Farben und Lacken od. dgl. erforderliche Flexibilität erzielt werden, die Produkte weisen jedoch keine ausreichende thermische Schockbeständigkeit auf, um als Giessharze zur Verwendung in grossen Apparaten eingesetzt werden zu können, wie dies im erfindungs-gemässen Fall angestrebt ist. Da für Giessharze ferner Lö-sungsmittelfreiheit erforderlich ist und die Viskosität eines derartigen Präpolymeren für die Verwendung in Abwesenheit eines Lösungsmittels zu hoch ist, ist auch dieses Verfahren kaum zur praktischen Anwendung geeignet. DE-OS 2 440 953 describes a process for improving the thermal shock resistance of thermosetting resins with excellent heat resistance, in which an oxazolidone prepolymer with terminal epoxy groups is used as the polyfunctional epoxy compound component, which is obtained by reacting a diisocyanate compound with a stoichiometric excess of a diepoxy compound -dung is preserved. According to this method, flexibility required when applying films or layers of paints and varnishes or the like can be achieved, but the products do not have sufficient thermal shock resistance to be able to be used as casting resins for use in large apparatus, such as this is intended in the case according to the invention. Since casting resins also require freedom from solvents and the viscosity of such a prepolymer is too high for use in the absence of a solvent, this method is also hardly suitable for practical use.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine warmhärtbare Harzzusammensetzung mit ausgezeichneter Hitzebeständigkeit anzugeben, die zugleich ausgezeichnete thermische Schockbeständigkeit aufweist. The invention has for its object to provide a thermosetting resin composition with excellent heat resistance, which also has excellent thermal shock resistance.
Die Aufgabe wird durch eine neuartige warmhärtbare Harzzusammensetzung gelöst, die folgende Komponenten aufweist: The task is solved by a novel thermosetting resin composition which has the following components:
a) 1 Äquivalent, bezogen auf eine vorhandene Isocyanatverbindung, einer polyfunktionellen Epoxyverbindung, die 10-80 Gew.% eines Polyglycidylesters einer Fettsäure enthält, a) 1 equivalent, based on an isocyanate compound present, of a polyfunctional epoxy compound which contains 10-80% by weight of a polyglycidyl ester of a fatty acid,
b) 1,5-5 Äquivalent, bezogen auf die genannte Epoxyverbindung, einer polyfunktionellen Isocyanatverbindung, b) 1.5-5 equivalents, based on the epoxy compound mentioned, a polyfunctional isocyanate compound,
c) 0,01—10 Gew.% eines Härtungskatalysators, bezogen auf das Gesamtgewicht der polyfunktionellen Epoxyverbindung und der polyfunktionellen Isocyanatverbindung. c) 0.01-10% by weight of a curing catalyst, based on the total weight of the polyfunctional epoxy compound and the polyfunctional isocyanate compound.
Durch Erhitzen der erfindungsgemässen warmhärtbaren Harzzusammensetzung sind gehärtete Produkte mit ausgezeichneter Hitzebeständigkeit und ausgezeichneter thermischer Schockbeständigkeit zugänglich, die als Form bzw. Giessmate-rialien zum Einsatz bei grossen Apparaten geeignet sind. By heating the thermosetting resin composition according to the invention, cured products with excellent heat resistance and excellent thermal shock resistance are accessible, which are suitable as molds or casting materials for use in large apparatus.
Zeichnung: Drawing:
Fig. 1 Mikrofoto des gehärteten Produkts von Beispiel 2, 1 microphotograph of the cured product of Example 2,
Fig. 2 eingegossenes C-förmiges Scheiben-Teststück zur Untersuchung der thermischen Schockbeständigkeit von warmhärtbaren Harzen, 2 cast-in C-shaped disc test piece for examining the thermal shock resistance of thermosetting resins,
Fig. 3 Temperaturzyklusschema für das obige Teststück zur Prüfung der thermischen Schockbeständigkeit, 3 temperature cycle diagram for the above test piece for testing the thermal shock resistance,
Fig. 4 im Test von Beispiel 33 verwendete Modellspule für rotierende Maschinen. Fig. 4 used in the test of Example 33 model coil for rotating machines.
2 2nd
5 5
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
40 40
45 45
50 50
55 55
60 60
65 65
Wie oben beschrieben, entstehen nach dem Verfahren, bei dem Oxazolidon-Präpolymere verwendet werden, im Polymer Teile, die keine durch das Oxazolidon-Präpolymer erzeugten Vernetzungspunkte aufweisen, wodurch die Flexibilität des Polymeren verbessert wird. Dieses Verfahren ist allerdings beschränkt und führt nicht zu einer zufriedenstellenden thermischen Schockbeständigkeit bei Giessharzen für grössere Apparate, wie dies der Erfindung zugrundeliegt. As described above, according to the method using oxazolidone prepolymers, parts are formed in the polymer that have no cross-linking points created by the oxazolidone prepolymer, thereby improving the flexibility of the polymer. However, this method is limited and does not lead to satisfactory thermal shock resistance in cast resins for larger apparatus, as is the basis of the invention.
Als Ergebnis ausgedehnter Untersuchungen zur Verbesserung der thermischen Schockbeständigkeit ergab sich, dass eine zufriedenstellende thermische Schockbeständigkeit nach dem Präpolymerverfahren nicht erzielbar ist, da die durch die Trimerisation eines Isocyanats bedingte Vernetzungsdichte hoch und das Harz infolgedessen hart ist; der Erfindung liegt entsprechend die Überlegung zugrunde, dass es zur wirklichen Verbesserung der Eigenschaften der Harze oder zur Herstellung von Teilen mit Gummielastizität erforderlich ist, gradket-tige Anteile in das Polymer einzuführen. As a result of extensive studies to improve the thermal shock resistance, it was found that a satisfactory thermal shock resistance cannot be achieved by the prepolymer method, since the crosslinking density due to the trimerization of an isocyanate is high and the resin is consequently hard; The invention is accordingly based on the consideration that in order to really improve the properties of the resins or for the production of parts with rubber elasticity, it is necessary to introduce straight-chain portions into the polymer.
Als Ergebnis wurde gefunden, dass die erfindungsgemässe Aufgabe durch Zusammensetzungen gelöst werden kann, die folgende Komponenten aufweisen: As a result, it was found that the object according to the invention can be achieved by compositions which have the following components:
a) Äquivalent, bezogen auf die Isocyanatverbindung (b), einer polyfunktionellen Epoxyverbindung, die 10-80 Gew.% eines Polyglycidylesters einer Fettsäure enthält, a) equivalent, based on the isocyanate compound (b), of a polyfunctional epoxy compound which contains 10-80% by weight of a polyglycidyl ester of a fatty acid,
b) 1,5-5 Äuivalente, bezogen auf die Epoxyverbindung, einer polyfunktionellen Isocyanatverbindung sowie c) 0,01-10 Gew.% eines Härtungskatalysators, bezogen auf das Gesamtgewicht der polyfunktionellen Epoxyverbindung und der polyfunktionellen Isocyanatverbindung. b) 1.5-5 equivalents, based on the epoxy compound, of a polyfunctional isocyanate compound and c) 0.01-10% by weight of a curing catalyst, based on the total weight of the polyfunctional epoxy compound and the polyfunctional isocyanate compound.
Die erfindungsgemässe Zusammensetzung zeigt nach dem Härten den in Fig. 1 dargestellten Querschnitt. Ein fester Harzteil, der hauptsächlich aus einer polyfunktionellen Epoxyverbindung und einer polyfunktionellen Isocyanatverbindung besteht, bildet eine Matrix, in der ein flexibler Harzanteil, der im wesentlichen aus einem Polyglycicylester einer Fettsäure und einer polyfunktionellen Isocyanatverbindung besteht, in Form feiner Kügelchen gleichmässig verteilt ist. Das Produkt ähnelt dabei sehr den Acrylsäure-Butadien-Styrol-Copolyme-ren (ABS-Harze) oder dem hochschlagfesten Polystyrol. Es wird angenommen, dass diese makroskopische Struktur sowohl Hitzebeständigkeit als auch thermische Schockbeständigkeit ergibt. After curing, the composition according to the invention shows the cross section shown in FIG. 1. A solid resin part, which mainly consists of a polyfunctional epoxy compound and a polyfunctional isocyanate compound, forms a matrix in which a flexible resin portion, which consists essentially of a polyglycyl ester of a fatty acid and a polyfunctional isocyanate compound, is evenly distributed in the form of fine beads. The product is very similar to acrylic acid-butadiene-styrene copolymers (ABS resins) or high-impact polystyrene. This macroscopic structure is believed to provide both heat resistance and thermal shock resistance.
Wenn die Menge des Polyglycidylesters der Fettsäure in der polyfunktionellen EpoxyVerbindungskomponente 80% übersteigt, kehrt sich allerdings der genannte Zustand der beiden Anteile um, und es tritt plötzliche Verringerung der Hitzebeständigkeit ein. Diese Zusammensetzung zeigt nach dem Härten zwar einen Zustand wie in Fig. 1, die Zusammensetzung ist jedoch vor dem Härten wechselseitig gleichmässig gelöst und variiert je nach der Nähe des Gelpunkts. Ein derartiger gleichmässig dispergierter Zustand kann entsprechend nur erreicht werden, wenn die Komponenten beim Zusammenmischen miteinander verträglich sind. However, when the amount of the polyglycidyl ester of the fatty acid in the polyfunctional epoxy compound exceeds 80%, the state of the two portions is reversed and the heat resistance suddenly decreases. Although this composition shows a state as in FIG. 1 after hardening, the composition is mutually uniformly dissolved before hardening and varies depending on the proximity of the gel point. Such a uniformly dispersed state can accordingly only be achieved if the components are compatible with one another when mixed together.
Der erfindungsgemäss enthaltene Polyglycidylester der Fettsäure kann nach bekannten Verfahren hergestellt werden, beispielsweise durch Epoxidieren einer durch Polymerisation einer ungesättigten Fettsäure mit mindestens einer ungesättigten Bindung in Gegenwart eines radikalischen Initiators hergestellten polyfunktionellen Fettsäure mit einem Epihalogenhy-drin. The polyglycidyl ester of the fatty acid contained according to the invention can be prepared by known processes, for example by epoxidizing a polyfunctional fatty acid prepared by polymerizing an unsaturated fatty acid with at least one unsaturated bond in the presence of a free radical initiator with an epihalohydrin.
Der erfindungsgemäss enthaltene Polyglycidylester kann ferner auch durch Epoxidieren eines aus einer ungesättigten Fettsäure mit mindestens zwei ungesättigten Bindungen und einer ungesättigten Fettsäure mit mindestens einer ungesättigten Bindung durch Diels-Alder-Reaktion erhaltenen Dimeren mit einem Epihalogenhydrin hergestellt werden. The polyglycidyl ester contained according to the invention can also be prepared by epoxidizing a dimer obtained from an unsaturated fatty acid with at least two unsaturated bonds and an unsaturated fatty acid with at least one unsaturated bond by the Diels-Alder reaction with an epihalohydrin.
Als derartige ungesättigte Fettsäuren mit einer ungesättigten Bindung können beispielsweise folgende Säuren verwendet The following acids, for example, can be used as such unsaturated fatty acids with an unsaturated bond
3 622 276 3,622,276
werden: 4-Decensäure, Caproleinsäure, Lindersäure (linderic acid), Lauroleinsäure, Tsuzuisäure, Myristoleinsäure, Palmitoleinsäure, Petroselinsäure (cis-6-Octadecensäure), Ölsäure, Vaccensäure (trans-ll-Octadecensäure), Gadoleinsäure (ga-s doleic acid), Erucasäure, Seiacholeinsäure (selacholeic acid) od. dgl. Als ungesättigte Fettsäure mit zwei ungesättigten Bindungen können ferner beispielsweise Linolsäure, Linolensäure, Elaeosterarinsäure, Parinarsäure (parinaric acid), Arachidon-säure od. dgl. verwendet werden. Die Zahl der Kohlenstoff-10 atome in der polyfunktionellen Fettsäure liegt vorzugsweise im Bereich von 25-43. Wenn sie unter 25 liegt, wird die thermische Schockbeständigkeit gering. Wenn sie anderseits über 43 beträgt, wird die Verträglichkeit zwischen den entsprechenden Komponenten beim Zusammenmischen verschlechtert. 15 Die Menge des mit der polyfunktionellen Epoxyverbindung gemischten Fettsäure-polyglycidylesters beträgt 10-80 Gew. %, vorzugsweise 10-60 Gew. %, um eine zumindest der Klasse H (180° C) entsprechende Hitzebeständigkeit zu erzielen. are: 4-decenoic acid, caproleinic acid, lindenic acid, lauroleic acid, tsuzuic acid, myristoleic acid, palmitoleic acid, petroselinic acid (cis-6-octadecenoic acid), oleic acid, vaccenic acid (trans-ll-octadecenoic acid), gadoleic acid (gas doleic acid) , Erucic acid, Seiacholeic acid (selacholeic acid) or the like. For example, linoleic acid, linolenic acid, elaeosteraric acid, parinaric acid, arachidonic acid or the like can also be used as unsaturated fatty acid with two unsaturated bonds. The number of carbon 10 atoms in the polyfunctional fatty acid is preferably in the range of 25-43. If it is less than 25, the thermal shock resistance becomes poor. On the other hand, if it is over 43, the compatibility between the respective components deteriorates when mixed together. 15 The amount of the fatty acid polyglycidyl ester mixed with the polyfunctional epoxy compound is 10-80% by weight, preferably 10-60% by weight, in order to achieve a heat resistance corresponding at least to class H (180 ° C.).
20 Um Zusammensetzungen zu erzielen, die Temperaturen von -50° oder darunter beim thermischen Schocktest nach dem weiter unten ausgeführten «C-Scheiben»-Verfahren aushalten, ist ein Mengenbereich von 20-60 Gew. % günstig. 20 In order to achieve compositions which can withstand temperatures of -50 ° or below in the thermal shock test according to the “C-disk” method described below, a quantity range of 20-60% by weight is favorable.
Als polyfunktionelle Epoxyverbindung sind beispielsweise 25 folgende Verbindungen verwendbar: Bifunktionelle Verbindungen wie Diglycidyläther von Bisphenol A, Diglycidyläther von Butandiol, Diglycidylester von Phthalsäure, Isophthal-säure, Terephthalsäure, Tetrahydrophthalsäure, Hexahydro-phthalsäure und Methylnadicsäure, Butadiendiepoxid, 4,4'-30 (l,2-Epoxyäthyl)-diphenyl, Diglycidyläther von Resorcin, Phloroglucin, Methylphloroglucin od. dgl. sowie tri- oder hö-herfunktionelle Epoxyverbindungen wie etwa Triglycidyläther von p-Aminophenol, Polyarylglycidyläther, 1,3,5-Tri-(1,2-epoxyäthylbenzol), 2,2',4,4'-Tetraglycidoxybenzophenon, 35 Tetraglycidoxybenzophenon, Tetraglycidoxytetraphenyläthan, Polyglycidyläther von Phenol-Formaldehyd-Novolack-Harzen Triglycidyläther von Glycerin und Trimethylolpropan, Trigly-cidylester von Trimellitsäure, Tetraglycidylester von Pyromel-litsäure od. dgl. The following compounds, for example, can be used as polyfunctional epoxy compound: Bifunctional compounds such as diglycidyl ether of bisphenol A, diglycidyl ether of butanediol, diglycidyl ester of phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, tetrahydrophthalic acid, hexahydrophthalic acid and 4,4'-adnadic acid, methyladadic acid, methyladadic acid, and 4,4'-dadic acid, methyladadic acid, 4,4'-dadic acid, methyladadic acid, , 2-epoxyethyl) diphenyl, diglycidyl ether of resorcinol, phloroglucin, methylphloroglucin or the like as well as tri- or higher functional epoxy compounds such as triglycidyl ether of p-aminophenol, polyarylglycidyl ether, 1,3,5-tri- (1,2- epoxyethylbenzene), 2,2 ', 4,4'-tetraglycidoxybenzophenone, 35 tetraglycidoxybenzophenone, tetraglycidoxytetraphenyl ether, polyglycidyl ether of triglycidyl ether of glycerol and trimethylolpropyl ether, triglycidyl ether.
40 Unter dem Gesichtspunkt der Hitzebeständigkeit sind insbesondere Diglycidyläther von Bisphenol A, Diglycidylester von Phthalsäure, Isophthalsäure und Terephthalsäure sowie Polyglycidyläther von Phenol-Novolack-Harzen von Vorteil. 40 From the point of view of heat resistance, diglycidyl ethers of bisphenol A, diglycidyl esters of phthalic acid, isophthalic acid and terephthalic acid and polyglycidyl ethers of phenol novolack resins are particularly advantageous.
Als polyfunktionelles Isocyanat können ferner beispiels-45 weise folgende Verbindungen verwendet werden: bifunktionelle Isocyanate wie Methandiisocyanat, Butan-l,l-diisocy-anat, Äthan-l,2-diisocyanat, Butan-l,2-diisocyanat, Propan- The following compounds can also be used, for example, as polyfunctional isocyanate: bifunctional isocyanates such as methane diisocyanate, butane-1, 1-diisocyanate, ethane-1, 2-diisocyanate, butane-1, 2-diisocyanate, propane
1.3-diisocyanat, 2-Buten-l,4-diisocyanat, 2-Methylbutan- 1,3-diisocyanate, 2-butene-l, 4-diisocyanate, 2-methylbutane
1.4-diisocyanat, Pentan-l,5-diisocyanat, 2,2-Dimethylpen- 1,4-diisocyanate, pentane-1,5-diisocyanate, 2,2-dimethylpen-
50 tan-l,5-diisocyanat, Hexan-l,6-diisocyanat, Heptan-l,7-diiso-cyanat, Octan-l,8-diisocyanat, Nonan-l,9-diisocyanat, De-can-l,10-diisocyanat, Dimethylsilan-diisocyanat, Diphenylsi-lan-diisocyanat, cu ,a>'-l,3-Dimethylbenzol-diisocyanat, oj,oj'~ 1,4-Dimethylbenzol-diisocyanat, cu,oj'- 1,3 -Dimethylcyclo-55 hexan-diisocyanat, vj ,oj '-1,4-Dimethylcyclohexan-diisocyanat, w ,cu'-1,4-Dimethylnaphthalin-diisocyanat, co,w ' -1,5-Dimethyl-naphthalin-diisocyanat, Cyclohexan-l,3-diisocyanat, Cyclo-hexan-l,4-diisocyanat, DicyclohexyImethan-4,4'-diisocyanat, 1,3-Phenylendiisocyanat, 1,4-Phenylendiisocyanat, 1-Methyl-60 benzol-2,4-diisocyanat, l-Methylbenzol-2,5-diisocyanat, 1-MethylbenzoI-2,6-diisocyanat, l-Methylbenzol-3,5-diisocy-anat, Diphenyläther-4,4'-diisocyanat, Diphenyläther-2,4'-di-isocyanat, Naphthalin-l,4-diisocyanat, Naphthalin-l,5-diisocy-anat, Diphenyl-4,4'-diisocyanat, 3,3'-Dimethyldiphenyl-4,4'-65 diisocyanat, 2,3'-Dimethoxydiphenyl-4,4'-diisocyanat, Diphe-nylmethan4,4'-diisocayanat, 3,3'-Dimethoxydiphenylmethan-4,4' -diisocyanat, 4,4' -Dimethoxydiphenylmethan-3,3 ' -diisocy-anat, Diphenylsulfid-4,4'-diisocyanat, Diphenylsulfon-4,4'-di- 50 tan-l, 5-diisocyanate, hexane-l, 6-diisocyanate, heptane-l, 7-diiso-cyanate, octane-l, 8-diisocyanate, nonane-l, 9-diisocyanate, de-can-l, 10 -diisocyanate, dimethylsilane diisocyanate, diphenylsilane diisocyanate, cu, a> '- l, 3-dimethylbenzene diisocyanate, oj, oj' ~ 1,4-dimethylbenzene diisocyanate, cu, oj'-1,3-dimethylcyclo -55 hexane diisocyanate, vj, oj '-1,4-dimethylcyclohexane diisocyanate, w, cu'-1,4-dimethylnaphthalene diisocyanate, co, w' -1,5-dimethylnaphthalene diisocyanate, cyclohexane-l , 3-diisocyanate, cyclo-hexane-l, 4-diisocyanate, dicyclohexyImethane-4,4'-diisocyanate, 1,3-phenylene diisocyanate, 1,4-phenylene diisocyanate, 1-methyl-60 benzene-2,4-diisocyanate, l -Methylbenzene-2,5-diisocyanate, 1-methylbenzoI-2,6-diisocyanate, l-methylbenzene-3,5-diisocyanate, diphenyl ether-4,4'-diisocyanate, diphenyl ether-2,4'-di-isocyanate , Naphthalene-1,4-diisocyanate, naphthalene-1,5-diisocyanate, diphenyl-4,4'-diisocyanate, 3,3'-dimethyldiphenyl-4,4'-65 diisocyanate, 2,3'-dimethoxydiphenyl 4,4'-diisocyanate, diphenylmethane 4,4'-diisocayan at, 3,3'-dimethoxydiphenylmethane-4,4'-diisocyanate, 4,4'-dimethoxydiphenylmethane-3,3'-diisocyanate, diphenyl sulfide-4,4'-diisocyanate, diphenyl sulfone-4,4'-di-
622 276 622 276
4 4th
isocyanat od. dgl. sowie tri- oder höherfunktionelle Isocyanate wie Polymethylenpolyphenyl-isocyanate, Tris-(4-phenylisocy-anat) -thiophosphat, 3,3 ' ,4,4' -DiphenyImethan -tetraisocyanat od. dgl. isocyanate or the like, and trifunctional or higher-functional isocyanates such as polymethylene polyphenyl isocyanates, tris (4-phenylisocyanate) thiophosphate, 3,3 ', 4,4' -diphenyimethane tetraisocyanate or the like.
Ebenso können Dimere und Trimere dieser Isocyanate verwendet werden. Aromatische Isocyanate sind insbesondere unter dem Gesichtspunkt der Hitzebeständigkeit brauchbar. Dimers and trimers of these isocyanates can also be used. Aromatic isocyanates are particularly useful from the standpoint of heat resistance.
Das Äquivalentverhältnis von polyfunktioneller Epoxyverbindung zum polyfunktionellen Isocyanat liegt im Bereich von 1:1,5 bis 1:5,0. Wenn das Verhältnis unter 1:1,5 beträgt, sind die Festigkeiten bei hohen Temperaturen sowie die Hitzeverformungseigenschaften des gehärteten Produkts merklich verschlechtert. Wenn das Verhältnis anderseits 1:5,0 übersteigt, wird das gehärtete Produkt brüchig und zeigt geringere thermische Schockbeständigkeit. The equivalent ratio of polyfunctional epoxy compound to polyfunctional isocyanate is in the range from 1: 1.5 to 1: 5.0. If the ratio is less than 1: 1.5, the strength at high temperatures and the heat deformation properties of the cured product are remarkably deteriorated. On the other hand, if the ratio exceeds 1: 5.0, the cured product becomes brittle and shows less thermal shock resistance.
In den erfindungsgemässen Zusammensetzungen spielt der Katalysator eine bedeutende Rolle. So sind die sog. hetero-ringbildenden Katalysatoren, die Isocyanurat- und Oxazoli-donringe bei der Härtung bilden, hierbei von Bedeutung. Als derartige Katalysatoren eignen sich beispielsweise tertiäre Amine wie Trimethylamin, Triäthylamin, Tetramethylbutan -diamin, Tetramethylpentandiamin, Tetramethylhexandiamin od. dgl. sowie Hydroxyalkylamine wie etwa Dimethylamino-äthanol, Dimethylaminopentanol od. dgl. und verschiedene Amine wie Dimethylanilin, Trisdimethylaminomethylphenol (DMP-30), N-Methylmorpholin, N-Äthylmorpholin, Triäthy-lendiamin od. dgl. The catalyst plays an important role in the compositions according to the invention. The so-called hetero-ring-forming catalysts, which form isocyanurate and oxazolone rings during curing, are of importance here. Suitable catalysts of this type are, for example, tertiary amines such as trimethylamine, triethylamine, tetramethylbutane diamine, tetramethylpentanediamine, tetramethylhexanediamine or the like, and also hydroxyalkylamines such as dimethylaminoethanol, dimethylaminopentanol or the like and various amines such as dimethylanilomethylphenol (30-phenol) -dimidol (30-phenol) -dimidol-dimphenol (30-phenol) -dimidol-tri-dimol N-methylmorpholine, N-ethylmorpholine, triethyl-diamine or the like.
Ebenso verwendbar sind quaternäre Ammoniumsalze, die eine langkettige Alkylgruppe von 8 oder mehr C-Atomen aufweisen wie beispielsweise Cetyltrimethylammoniumbromid, Cetyltrimethylammoniumchlorid, Dodecyltrimethylammo-niumjodid, Trimethyldodecylammoniumchlorid, Benzyldime-thyltetradecylammoniumchlorid, Benzyldimethylpalmitylam-moniumchlorid, Dodecyltrimethylammoniumbromid, Benzyl-dimethylstearylammoniumbromid, Stearyltrimethylammo-niumchlorid, Benzyldimethyltetradecylammoniumacetat od. dgl., ferner auch Imidazole wie etwa 2-Methylimidazol, 2-Äthylimidazol, 2-Undecylimidazol, 2-Heptadecylimidazol, 2-Methyl-4-äthylimidazol, l-Butylimidazol, l-Propyl-2-me-thylimidazol, l-Benzyl-2-methylimidazol, l-Cyanoäthyl-2-me-thylimidazol, l-Cyanoäthyl-2-undecylimidazol, 1-Cyano-äthyl-2-phenylimidazol, l-Azin-2-methylimidazol, l-Azin-2-äthylimidazol, l-Azin-2-undecylimidazol od. dgl. Also useful are quaternary ammonium salts having a long-chain alkyl group of 8 or more carbon atoms such as cetyltrimethylammonium bromide, cetyltrimethylammonium chloride, Dodecyltrimethylammo-niumjodid, trimethyldodecylammonium, Benzyldime-thyltetradecylammoniumchlorid, Benzyldimethylpalmitylam-ammonium chloride, dodecyl trimethyl ammonium bromide, benzyl dimethylstearylammoniumbromid, Stearyltrimethylammo-niumchlorid, Benzyldimethyltetradecylammoniumacetat od ..., Also also imidazoles such as 2-methylimidazole, 2-ethylimidazole, 2-undecylimidazole, 2-heptadecylimidazole, 2-methyl-4-ethylimidazole, l-butylimidazole, l-propyl-2-methylimidazole, l-benzyl -2-methylimidazole, l-cyanoethyl-2-methylimidazole, l-cyanoethyl-2-undecylimidazole, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole, l-azine-2-methylimidazole, l-azine-2-ethylimidazole, l -Azine-2-undecylimidazole or the like.
Zumindest einer der oben genannten, zu Heteroringen führenden Katalysatoren liegt in einer Menge von 0,01-10 Gew.%, bezogen auf das Gewicht des Gemisches der polyfunktionellen Epoxyverbindung und der polyfunktionellen Isocyanatverbindung, vor. At least one of the above-mentioned catalysts leading to hetero rings is present in an amount of 0.01-10% by weight, based on the weight of the mixture of the polyfunctional epoxy compound and the polyfunctional isocyanate compound.
Zur weiteren Verbesserung der thermischen Schockbeständigkeit im Sinne der vorliegenden Erfindung kann ferner vorzugsweise auch ein anorganischer Füllstoff zur Verringerung des thermischen Ausdehnungskoeffizienten vorliegen. Als derartige Füllstoffe eignen sich bereits bisher verwendete Füllstoffe wie etwa Kieselsäure bzw. Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, Diatomeenerde, Glaspulver, Quarzglaspulver, Glimmer, Ton, Calciumcarbonat, Gips, Magnesit, Kaolin, Talk, Dolomit, Graphit, Russ, Eisencarbonyl, Asbest, Zement, Whisker, Zir-kon, Ferrit, Molybdändisulfit, Zinkweiss, Titanweiss od. dgl. In order to further improve the thermal shock resistance in the sense of the present invention, an inorganic filler for reducing the coefficient of thermal expansion can also preferably be present. Suitable fillers of this type are fillers already used, such as silica or silicon dioxide, aluminum oxide, diatomaceous earth, glass powder, quartz glass powder, mica, clay, calcium carbonate, gypsum, magnesite, kaolin, talc, dolomite, graphite, carbon black, iron carbonyl, asbestos, cement, Whisker, zircon, ferrite, molybdenum disulfite, zinc white, titanium white or the like.
Die Menge des zugemischten anorganischen Füllstoffs kann bis zu 60 Vol.%, bezogen auf das Volumen der gesamten Zusammensetzung, betragen; im Falle eines Giessharzes liegt die Menge jedoch im Hinblick auf die Fluidität des Harzes vorzugsweise im Bereich von 45-55 Vol.%. The amount of the inorganic filler mixed can be up to 60% by volume, based on the volume of the total composition; in the case of a casting resin, however, the amount is preferably in the range of 45-55% by volume in view of the fluidity of the resin.
Wenn ferner zur Verbesserung der Verträglichkeit zwischen dem anorganischen Füllstoff umd dem Harz ein Kupplungsmittel enthalten ist, wird die Viskosität des Giessharzes verringert, was zu verbesserter Verarbeitbarkeit und einer Steigerung der Feuchtigkeitsbeständigkeit des Formkörpers nach dem Härten führt. Als derartige Kupplungsmittel werden vorzugsweise Epoxysilan- und Aminosilankupplungsmittel verwendet. Furthermore, if a coupling agent is contained to improve the compatibility between the inorganic filler and the resin, the viscosity of the casting resin is reduced, which leads to improved processability and an increase in the moisture resistance of the shaped body after curing. Epoxysilane and aminosilane coupling agents are preferably used as such coupling agents.
Die erfindungsgemässen Zusammensetzungen werden s durch Erhitzen auf 50-250° C gehärtet. Insbesondere in den Fällen, in denen grosse Apparatteile vergossen bzw. ausgeformt werden, wird die Härtung vorzugsweise in den ersten Stadien langsam bei 70-130° C durchgeführt, um Spannungen während der Härtung zu verringern und die Bildung von io Sprüngen bzw. Rissen zu vermeiden. Die Zusammensetzungen werden zumindest bis zu eintretender Gelbildung in diesem Zustand gehalten, worauf die Härtung durch Erwärmen auf 150-200° C vervollständigt wird. The compositions according to the invention are cured by heating to 50-250 ° C. Particularly in cases where large parts of the apparatus are cast or molded, the hardening is preferably carried out slowly in the first stages at 70-130 ° C in order to reduce tensions during the hardening and to avoid the formation of cracks or cracks . The compositions are kept in this state at least until gelation occurs, after which curing is completed by heating to 150-200 ° C.
Die thermischen Schocktests wurden in der Weise durchge-15 führt, dass zunächst eine C-förmige Scheibe 1 (vgl. Fig. 2) mit dem zu untersuchenden Harz 2 eingegossen und das resultierende Teststück anschliessend den in Fig. 3 dargestellten Temperaturzyklen unterworfen wurde, bis Risse auftraten. The thermal shock tests were carried out in such a way that a C-shaped disc 1 (see FIG. 2) with the resin 2 to be examined was first cast in and the resulting test piece was then subjected to the temperature cycles shown in FIG. 3 until Cracks occurred.
Das obige Verfahren unter Verwendung der C-förmigen 20 Scheiben stellt eine Modifizierung des bereits erwähnten, von Olyphant angegebenen Scheibenverfahrens dar; beim angewandten «C-Scheiben »-Verfahren wurde entsprechend in den Olyphant-Scheiben ein Einschnitt angebracht, um die Dispersion beim Olyphant-Scheibenverfahren zu verringern, wodurch 2s die Scheiben C-Form erhielten. Dazu wurden in Ringen aus unlegiertem Stahl von 40 mm Aussendurchmesser, einem Innendurchmesser von 15 mm und einer Dicke von 5 mm 4 mm breite Einschnitte vorgesehen, wodurch sich entsprechend C-förmig aussehende Scheiben ergaben. Durch Eingiessen der 30 C-förmigen Scheiben mit dem zu verwendenden Harz wurden Teststücke mit einem Aussendurchmesser von 57 mm und einer Dicke von 11 mm hergestellt. Die Teststücke wurden sukzessive in Thermostaten eingebracht, die auf eingestellte Temperaturen einreguliert waren bzw. das Teststück entsprechend 35 dem in Fig. 3 dargestellten Temperaturzyklusschema erhitzten. The above method using the C-shaped 20 disks is a modification of the aforementioned disk method specified by Olyphant; In the “C-disk” process used, an incision was made accordingly in the Olyphant disks in order to reduce the dispersion in the Olyphant disk process, which gave the disks a C-shape for 2 seconds. For this purpose, 4 mm wide incisions were made in unalloyed steel rings with an outer diameter of 40 mm, an inner diameter of 15 mm and a thickness of 5 mm, which resulted in correspondingly C-shaped-looking disks. By pouring the 30 C-shaped disks with the resin to be used, test pieces with an outside diameter of 57 mm and a thickness of 11 mm were produced. The test pieces were successively introduced into thermostats which were adjusted to the set temperatures or heated the test piece in accordance with the temperature cycle diagram shown in FIG. 3.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Beispielen näher erläutert. The invention is explained in more detail below with the aid of examples.
Beispiele 1-3 Examples 1-3
Ein Bisphenol-A-Epoxyharz (DER-332, Hersteller Dow 40 Chemical Co., Epoxyäquivalent 174), Diglycidylester von Li-nolsäure-Dimer (Diels-Alder-Addukt, EP 871, Hersteller Shell Co., Epoxyäquivalent 430), Diphenylmethandiisocyanat (MDI, Sumidur CD, Hersteller Sumitomo-Bayer Co.) und 2-Heptadecylimidazol wurden zur Herstellung erfindungsgemäs-4Sser Zusammensetzungen in den in Tabelle 1 angegebenen Mengenverhältnissen gemischt. Die C-förmigen Scheiben wurden mit diesen Zusammensetzungen zur Herstellung von drei Teststücken vergossen, die anschliessend dem Temperaturzyklustest unterworfen wurden. Die Härtungsbedingungen waren 50110° C/5 h, 140° C/8 h und schliesslich 180° C/15 h. A bisphenol A epoxy resin (DER-332, manufacturer Dow 40 Chemical Co., epoxy equivalent 174), diglycidyl ester of linoleic acid dimer (Diels-Alder adduct, EP 871, manufacturer Shell Co., epoxy equivalent 430), diphenylmethane diisocyanate ( MDI, Sumidur CD, manufacturer Sumitomo-Bayer Co.) and 2-heptadecylimidazole were mixed in the proportions given in Table 1 for the preparation of 4Sser compositions according to the invention. The C-shaped disks were cast with these compositions to produce three test pieces, which were then subjected to the temperature cycle test. The curing conditions were 50110 ° C / 5 h, 140 ° C / 8 h and finally 180 ° C / 15 h.
Ferner wurden die Hitzeverformungstemperatur (HDT) nach ASTM D 648-45 T sowie die Biegefestigkeit nach JIS K-6911 gemessen. Furthermore, the heat distortion temperature (HDT) was measured in accordance with ASTM D 648-45 T and the bending strength in accordance with JIS K-6911.
Die erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle 2 angegeben. The results obtained are shown in Table 2.
Tabelle 1 Table 1
60 60
DER-332 (g) DER-332 (g)
EP 871 (g) EP 871 (g)
MDT (g) MDT (g)
2-Heptadecylimidazol (g) 2-heptadecylimidazole (g)
Beispiel 1 example 1
80 80
20 20th
210 210
1,5 1.5
Beispiel 2 Example 2
50 50
50 50
166 166
1,3 1.3
Beispiel 3 Example 3
20 20th
80 80
124 124
1,1 1.1
65 Vergleichs 65 comparison
beispiel 1 example 1
100 100
240 240
1,7 1.7
Vergleichs- Comparative
beispiel 2 example 2
100 100
96 96
1,0 1.0
5 5
Tabelle 2 Table 2
622 276 622 276
Temperaturzyklustest: Biegefestigkeit Durchbiegung Young-(Biege)- HDT Temperature cycle test: Flexural strength Young (Flex) - HDT deflection
Rissbildungs- pro cm2 beim Bruch (%) Modul (°C) Crack formation per cm2 at break (%) module (° C)
temperatur(°C) bei25°C temperature (° C) at 25 ° C
Beispiel 1 example 1
-10 -10
1120 1120
4,5 4.5
4,0 X104 4.0 X104
>220 > 220
Beispiel 2 Example 2
-40 -40
890 890
5,6 5.6
3,0 X104 3.0 X104
220 220
Beispiel 3 Example 3
-20 -20
670 670
9,0 9.0
2,5 xlO4 2.5 x 10 4
195 195
Vergleichsbeispiel 1 Comparative Example 1
Raumtemperatur* Room temperature *
1060 1060
2,7 2.7
4,2 x 104 4.2 x 104
>220 > 220
Vergleichsbeispiel 2 Comparative Example 2
Raumtemperatur* Room temperature *
290 290
11,2 11.2
1,5 xlO4 1.5 x 10 4
155 155
* Rip- bzw. Sprungbildung beim Abkühlen auf Raumtemperatur nach dem Härten. * Rip or crack formation when cooling to room temperature after hardening.
Wie aus der Tabelle 2 deutlich hervorgeht, wird die thermische Schockbeständigkeit durch Zusatz von EP 871 (Flexibili-sator) verbessert. Wenn die zugesetzte Menge an EP 871 80% überstieg, war die Hitzeverformungstemperatur deutlich verringert. As clearly shown in Table 2, the thermal shock resistance is improved by adding EP 871 (flexibilizer). When the amount of EP 871 added exceeded 80%, the heat distortion temperature was significantly reduced.
Beispiel 4 Example 4
40 g Novolack-Epoxyharz (DEN 431, Hersteller Dow Chemical Co., Epoxyäquivalent 176), 10 g Diglycidylester des Linolsäure-Dimeren (EP 871, Hersteller Shell Co.), 86,4 g Diphenylmethandiisocyanat (MDI), Sumidur CD, Hersteller Sumitomo-Bayer Co.), 0,2 g l-Cyanoäthyl-2-äthyl-4-methyl-imidazol (im folgenden als 2E4MZ-CN bezeichnet) und 2,0 g eines Epoxysilan-Kupplungsmittels (KBM 403, Hersteller Shin-etsu Chemical Industry Co., Ltd.) wurden bei 80° C gemischt. Dazu wurden portionsweise 265 g geschmolzenes Quarzglaspulver (Fuselex RD-8, Hersteller Tatsumori Co.) unter Rühren zugesetzt und dispergiert. Das Entgasen wurde unter einem reduzierten Druck von 1 Torr 5 min lang vorgenommen, wonach eine warmhärtbare Harzzusammensetzung erhalten wurde. 40 g novolack epoxy resin (DEN 431, manufacturer Dow Chemical Co., epoxy equivalent 176), 10 g diglycidyl ester of the linoleic acid dimer (EP 871, manufacturer Shell Co.), 86.4 g diphenylmethane diisocyanate (MDI), Sumidur CD, manufacturer Sumitomo -Bayer Co.), 0.2 g of l-cyanoethyl-2-ethyl-4-methylimidazole (hereinafter referred to as 2E4MZ-CN) and 2.0 g of an epoxysilane coupling agent (KBM 403, manufacturer Shin-etsu Chemical Industry Co., Ltd.) were mixed at 80 ° C. For this purpose, 265 g of melted quartz glass powder (Fuselex RD-8, manufacturer Tatsumori Co.) were added in portions and dispersed with stirring. Degassing was carried out under a reduced pressure of 1 torr for 5 minutes, after which a thermosetting resin composition was obtained.
Mit dieser Zusammensetzung wurden drei C-förmige Scheiben-Teststücke hergestellt. Die Härtungsbedingungen waren in diesem Fall 115°C/15 h, 140° C/8 h sowie 180°C/15 h. Der Hitzezyklustest wurde bis zu -60° C durchgeführt; es traten jedoch keine Risse auf. With this composition, three C-shaped disc test pieces were made. The curing conditions in this case were 115 ° C / 15 h, 140 ° C / 8 h and 180 ° C / 15 h. The heat cycle test was carried out down to -60 ° C; however, there were no cracks.
Die Hitzeverformungstemperatur der Proben wurde ferner entsprechend ASTM D648-45T gemessen und lag über 225° C; die entsprechenden, bei 20° C und 180° C gemäss JIS K-6911 gemessenen Biegefestigkeiten betrugen 1350 kg/cm2 bzw. 985 kg/cm2. Es ergab sich entsprechend, dass die Zusammensetzung sogar bei hohen Temperaturen ausgezeichnete Festigkeit aufwies. The heat distortion temperature of the samples was also measured according to ASTM D648-45T and was above 225 ° C; the corresponding bending strengths measured at 20 ° C and 180 ° C according to JIS K-6911 were 1350 kg / cm2 and 985 kg / cm2, respectively. Accordingly, it was found that the composition had excellent strength even at high temperatures.
Wenn die erwähnten Teststücke darüber hinaus bei 225° C 40 Tage der Hitzealterung unterworfen wurden, betrug der Gewichtsverlust 2,3 % und die Biegefestigkeit bei 180° C 720 kg/cm2. Es ergab sich entsprechend, dass die Zusammensetzung ausgesprochen hervorragende Alterungseigenschaften in der Hitze aufwies. In addition, when the test pieces mentioned were subjected to heat aging at 225 ° C for 40 days, the weight loss was 2.3% and the flexural strength at 180 ° C was 720 kg / cm2. It was accordingly found that the composition had extremely excellent aging properties in the heat.
Vergleichsbeispiel 3 Comparative Example 3
In derselben Weise wie in Beispiel 1 wurde ein Giessharz unter Verwendung folgender Bestandteile hergestellt: In the same manner as in Example 1, a casting resin was produced using the following components:
DEN 431 MDI DEN 431 MDI
2E4MZ-CN 2E4MZ-CN
KBM-403 KBM-403
RD-8 RD-8
50 g 98 g 0,3 g 3,0 g 288 g (51 Vol.%) 50 g 98 g 0.3 g 3.0 g 288 g (51 vol.%)
Bei der Messung der thermischen Schockbeständigkeit des Harzes traten bei allen Teststücken bei 0° C Risse auf. Das Harz wies entsprechend nur sehr geringe thermische Schockbeständigkeit auf. When measuring the thermal shock resistance of the resin, cracks occurred in all test pieces at 0 ° C. The resin accordingly had only very low thermal shock resistance.
Beispiel 5 Example 5
15 In derselben Weise wie in Beispiel 1 wurde ein Giessharz unter Verwendung folgender Bestandteile hergestellt: 15 In the same manner as in Example 1, a casting resin was produced using the following components:
DEN 431 EP 871 MDI DEN 431 EP 871 MDI
2E4MZ-CN KBM 403 RD-8 2E4MZ-CN KBM 403 RD-8
25 g 25 g 69 g 0,24 g 2,4 g 222 g (51 Vol.%) 25 g 25 g 69 g 0.24 g 2.4 g 222 g (51 vol.%)
25 Bei der Messung der thermischen Sehockbeständigkeit des Harzes zeigten sich auch bei -60° C wie in Beispiel 1 keinerlei Risse. Die Biegefestigkeit betrug bei Raumtemperatur 1180 kg/cm2 und 860 kg/cm2 bei 180° C; die Hitzeverformungstemperatur lag oberhalb 225° C. Auch nach einer Hit-30 zealterung bei 225° C über 40 Tage betrug die Biegefestigkeit noch 690 kg/cm2 bei 180° C, der Gewichtsverlust war 5,6%. Das Harz wies entsprechend ausgezeichnete Hitzebeständigkeit auf. 25 When measuring the thermal shock resistance of the resin, no cracks were found even at -60 ° C as in Example 1. The bending strength at room temperature was 1180 kg / cm2 and 860 kg / cm2 at 180 ° C; the heat distortion temperature was above 225 ° C. Even after a Hit 30 aging at 225 ° C for 40 days, the bending strength was still 690 kg / cm2 at 180 ° C, the weight loss was 5.6%. The resin accordingly had excellent heat resistance.
Beispiel 6 Example 6
35 In derselben Weise wie in Beispiel 1 wurde ein Giessharz unter Verwendung folgender Bestandteile hergestellt: 35 In the same manner as in Example 1, a casting resin was produced using the following components:
40 40
DER 332 EP 871 MDI THE 332 EP 871 MDI
2E4MZ-CN KBM 403 RD-8 2E4MZ-CN KBM 403 RD-8
25 g 25 g 97 g 0,3 g 3,0 g 323 g (54 Vol.%) 25 g 25 g 97 g 0.3 g 3.0 g 323 g (54 vol.%)
45 Bei der Messung der thermischen Schockbeständigkeit des Harzes traten auch bei -60° C keinerlei Risse auf. Die Biegefestigkeit betrug bei Raumtemperatur 1050 kg/cm2, die Hitzeverformungstemperatur lag oberhalb 225° C. 45 When measuring the thermal shock resistance of the resin, no cracks occurred even at -60 ° C. The bending strength at room temperature was 1050 kg / cm2, the heat distortion temperature was above 225 ° C.
so Beispiel 7 see example 7
Es wurde wie in Beispiel 1 verfahren, wobei folgende Bestandteile verwendet wurden: The procedure was as in Example 1, the following components being used:
55 55
DEN 431 EP 871 MDI DEN 431 EP 871 MDI
2E4MZ-CN KBM 403 RD-8 2E4MZ-CN KBM 403 RD-8
10 g 40 g 51,6 g 0,2 g 2,0 g 190 g (51 Vol.%) 10 g 40 g 51.6 g 0.2 g 2.0 g 190 g (51 vol.%)
60 60
65 65
Bei der Messung der thermischen Schockbeständigkeit bildeten sich bei —50° C Risse. Die Biegefestigkeit betrug 835 kg/cm2 bei Raumtemperatur und 580 kg/cm2 bei 180° C., die Hitzeverformungstemperatur lag bei 202° C. When measuring the thermal shock resistance, cracks were formed at -50 ° C. The bending strength was 835 kg / cm2 at room temperature and 580 kg / cm2 at 180 ° C, the heat distortion temperature was 202 ° C.
Beispiel 8 Example 8
Es wurde wie in Beispiel 1 verfahren, wobei folgende Bestandteile verwendet wurden: The procedure was as in Example 1, the following components being used:
622 276 622 276
6 6
CY 183 (Diglycidylester von CY 183 (diglycidyl ester of
Hexahydrophthlasäure) Hexahydrophthalic acid)
EP 871 MDI EP 871 MDI
2E4MZ-CN KBM 403 RD-8 2E4MZ-CN KBM 403 RD-8
25 g 25 g
25 g 72 g 0,2 g 2,4 g 228 g (50 Vol.%) 25 g 72 g 0.2 g 2.4 g 228 g (50 vol.%)
Die thermische Schockbeständigkeit des Harzes war so gross, dass es Temperaturzyklen bis zu -60° C aushielt. Die Hitzeverformungstemperatur betrug 215° C, die Biegefestigkeit bei Raumtemperatur 1230 kg/cm2. The thermal shock resistance of the resin was so great that it withstood temperature cycles down to -60 ° C. The heat distortion temperature was 215 ° C, the flexural strength at room temperature was 1230 kg / cm2.
Vergleichsbeispiel 4 Comparative Example 4
EP 871 MDI EP 871 MDI
2E4MZ-CN KBM 403 RD-8 2E4MZ-CN KBM 403 RD-8
Beispiel 10 Example 10
DEN 431 EP 871 MDI DEN 431 EP 871 MDI
N -Methylmorpholin KBM 403 RD-8 N -methylmorpholine KBM 403 RD-8
DEN 431 EP 871 DEN 431 EP 871
Xylylendiisocyanat 2E4MZ-CN KBM 403 RD-8 Xylylene diisocyanate 2E4MZ-CN KBM 403 RD-8
Beispiel 11 Example 11
25 g 25 g 52 g 25 g 25 g 52 g
0,2 g 2,0 g 234 g (55 Vol.%) 0.2 g 2.0 g 234 g (55 vol.%)
Die Tests wurden wie in Beispiel 1 unter Verwendung der obigen Mengenverhältnisse der Komponenten durchgeführt. Die thermische Schockbeständigkeit des resultierenden Harzes war so hoch, dass es die Temperaturzyklen bis zu -60° C aushielt. Die Hitzeverformungstemperatur betrug 180° C. The tests were carried out as in Example 1 using the above proportions of the components. The thermal shock resistance of the resulting resin was so high that it withstood the temperature cycles down to -60 ° C. The heat deformation temperature was 180 ° C.
Vergleichsbeispiel 5 5 Die Tests wurden wie in Beispiel 1 durchgeführt, wobei als Flexibilisator Butandiol-diglycidyläther DY 022 (Hersteller Ciba Co ; Epoxyäquivalent 137) anstelle von EP 871 verwendet wurde. Zusammensetzung: Comparative Example 5 5 The tests were carried out as in Example 1, using butanediol diglycidyl ether DY 022 (manufacturer Ciba Co; epoxy equivalent 137) as the flexibilizer instead of EP 871. Composition:
10 10th
50 g 40 g 0,2 g 1,8 g 183 g (52 Vol.%) 50 g 40 g 0.2 g 1.8 g 183 g (52 vol.%)
Unter Verwendung der obigen Bestandteile wurden dieselben Tests wie in Beispiel 1 durchgeführt; die thermische Schockbeständigkeit des resultierenden Harzes war so gering, dass bei 0°C Risse auftraten; die Hitzeverformungstemperatur lag bei 160° C. Using the above ingredients, the same tests as in Example 1 were carried out; the thermal shock resistance of the resulting resin was so low that cracks appeared at 0 ° C; the heat deformation temperature was 160 ° C.
Beispiel 9 Example 9
DEN 431 25 g DEN 431 25 g
EP 871 25 g EP 871 25 g
MDI 41,4 g 2E4MZ-CN 0,2 g KBM 403 1,8 g MDI 41.4 g 2E4MZ-CN 0.2 g KBM 403 1.8 g
RD-8 171 g (50 Vol.%) RD-8 171 g (50 vol.%)
Die Tests wurden wie in Beispiel 1 durchgeführt unter Verwendung des obigen Mengenverhältnisses. Die thermische Schockbeständigkeit des resultierenden Harzes war so hoch, dass es Temperaturzyklen bis zu -60° C aushielt. Die Hitzeverformungstemperatur betrug 207° C, die Biegefestigkeit bei Raumtemperatur 1020 kg/cm2. The tests were carried out as in Example 1 using the above ratio. The thermal shock resistance of the resulting resin was so high that it withstood temperature cycles down to -60 ° C. The heat distortion temperature was 207 ° C, the flexural strength at room temperature was 1020 kg / cm2.
DEN 431 DY 022 MDI DEN 431 DY 022 MDI
2E4MZ-CN KBM 403 RD-8 2E4MZ-CN KBM 403 RD-8
25 g 25 g 112 g 0,3 g 3,2 g 327 g (52 Vol.%) 25 g 25 g 112 g 0.3 g 3.2 g 327 g (52 vol.%)
Die thermische Schockbeständigkeit des resultierenden Harzes war so gering, dass bei den drei Teststücken bereits lediglich beim Abkühlen auf Raumtemperatur nach der Härtung Risse auftraten; die thermische Schockbeständigkeit war ent-20 sprechend nur sehr gering. The thermal shock resistance of the resulting resin was so low that the three test pieces only showed cracks when they cooled to room temperature after curing; the thermal shock resistance was accordingly very low.
Vergleichsbeispiel 6 Die Tests wurden wie in Beispiel 1 durchgeführt, wobei als Flexibilisator Polypropylenglycol-diglycidyläther (DER 732, 25 Hersteller Dow Chemical Co; Epoxyäquivalent 320) anstelle von EP 871 verwendet wurde. Comparative Example 6 The tests were carried out as in Example 1, with polypropylene glycol diglycidyl ether (DER 732, manufacturer Dow Chemical Co; epoxy equivalent 320) being used as the flexibilizer instead of EP 871.
DEN 431 DER 732 MDI DEN 431 DER 732 MDI
2E4MZ-CN KBM 403 RD-8 2E4MZ-CN KBM 403 RD-8
25 g 25 g 76 g 0,25 g 2,5 g 277 g 25 g 25 g 76 g 0.25 g 2.5 g 277 g
Die thermische Schockbeständigkeit des resultierenden 35 Harzes war so gering, dass bei sämtlichen drei Teststücken lediglich beim Abkühlen auf Raumtemperatur nach der Härtung Risse auftraten; die thermische Schockbeständigkeit des Harzes war entsprechend sehr gering. The thermal shock resistance of the resulting resin was so low that all three test pieces only showed cracks when cooled to room temperature after curing; the thermal shock resistance of the resin was accordingly very low.
40 40
Beispiel 12 Example 12
25 g 25 g 69 g 0,24 g 2,4 g 222 g (51 Vol.%) 25 g 25 g 69 g 0.24 g 2.4 g 222 g (51 vol.%)
Die Tests wurden wie in Beispiel 1 durchgeführt unter Verwendung des obigen Mischungsverhältnisses der Komponenten. Die thermische Schockbeständigkeit des resultierenden Harzes war so hoch, dass es die Temperaturzyklen bis zu -60 °C aushielt. Die Hitzeverformungstemperatur lag oberhalb 225° C. The tests were carried out as in Example 1 using the above mixing ratio of the components. The thermal shock resistance of the resulting resin was so high that it withstood the temperature cycles down to -60 ° C. The heat deformation temperature was above 225 ° C.
DEN 431 DEN 431
45 g 45 g
EP 871 EP 871
5 g 5 g
MDI MDI
92,2 g 92.2 g
2E4MZ-CN 2E4MZ-CN
0,3 g 0.3 g
45 45
KBM 403 KBM 403
2,8 g 2.8 g
RD-8 RD-8
277 g (51 Vol.%) 277 g (51 vol.%)
Beim Temperaturzyklustest des resultierenden Harzes tra In the temperature cycle test of the resulting resin, tra
50 50
ten erst bei —50° only at -50 °
C Risse auf. C cracks.
Vergleichsbeispiel 7 Comparative Example 7
DEN 431 DEN 431
5 g 5 g
EP 871 EP 871
45 g 45 g
55 55
MDI MDI
46 g 46 g
2E4MZ-CN 2E4MZ-CN
0,2 g 0.2 g
KBM 403 KBM 403
2,0 g 2.0 g
RD-8 RD-8
180 g (50 Vol.%) 180 g (50 vol.%)
Die thermische Schockbeständigkeit des resultierenden The thermal shock resistance of the resulting
60 60
Harzes war nur so gering, dass bei —30° C Risse auftraten. Resin was only so low that cracks appeared at -30 ° C.
Vergleichsbeispiel 8 Comparative Example 8
DEN 431 DEN 431
47,5 g 47.5 g
EP 871 EP 871
2,5 g 2.5 g
65 65
MDI MDI
95,3 g 95.3 g
2E4MZ-CN 2E4MZ-CN
0,3 g 0.3 g
KBM 403 KBM 403
2,9 g 2.9 g
RD-8 RD-8
283 g (51 Vol.%) 283 g (51 vol.%)
7 7
622 276 622 276
Beim Temperaturzyklustest des resultierenden Harzes traten bei -20° C Risse auf. In the temperature cycle test of the resulting resin, cracks appeared at -20 ° C.
Beispiele 13-15 Ein durch Umsetzung von 1 mol Linolsäure mit 1 mol Ölsäure erhaltenes Diels-Alder-Addukt wurde mit überschüssigem Epichlorhydrin epoxidiert, wonach eine flüssige Diglyci-dylesterverbindung mit einem Epoxyäquivalent von 420 erhalten wurde. Das Produkt wird im folgenden als «Flexibilisator A» bezeichnet. Examples 13-15 A Diels-Alder adduct obtained by reacting 1 mol of linoleic acid with 1 mol of oleic acid was epoxidized with excess epichlorohydrin, after which a liquid diglycidyl ester compound having an epoxy equivalent of 420 was obtained. The product is referred to below as "Flexibilizer A".
Tabelle 3 Table 3
Novolack- Flexibilisator A MDI 2-Phenyl- geschmolzenes Novolack flexibilizer A MDI 2-phenyl melted
Epoxy- (g) (g) imidazol Quarzglaspulver Epoxy- (g) (g) imidazole quartz glass powder
Verbindung* (g) (g) Connection * (g) (g)
(g) (G)
Beispiel 13 Example 13
40 40
10 10th
90 90
0,3 0.3
140 140
Beispiel 14 Example 14
30 30th
20 20th
80 80
0,3 0.3
130 130
Beispiel 15 Example 15
20 20th
30 30th
65 65
0,2 0.2
115 115
Vergleichsbeispiel 9 Comparative Example 9
50 50
- -
100 100
0,3 0.3
150 150
Vergleichsbeispiel 10 Comparative Example 10
- -
50 50
42 42
0,2 0.2
92 92
* Epoxyäquivalent 176 * Epoxy equivalent 176
Jedes der drei Teststücke wurde durch Eingiessen einer C-förmigen Scheibe mit den obigen Zusammensetzungen hergestellt. Die Härtungsbedingungen für die Teststücke waren 110° C/5 h und darauf 180° C/1G h. Each of the three test pieces was made by pouring a C-shaped disc with the above compositions. The curing conditions for the test pieces were 110 ° C / 5 h and then 180 ° C / 1G h.
Zu Vergleichszwecken wurden die Tests ebenso auch bei Zusammensetzungen durchgeführt, bei denen kein Flexibilisator A als Epoxyverbindungskomponente zugesetzt worden war, sowie an Zusammensetzungen, in denen lediglich der Flexibilisator A als Epoxyverbindungskomponente eingesetzt war. For comparison purposes, the tests were also carried out on compositions in which no flexibilizer A had been added as an epoxy compound component, and on compositions in which only flexibilizer A was used as an epoxy compound component.
Die Ergebnisse des Temperaturzyklustests, der Prüfung der 25 Biegefestigkeit sowie des Gewichtsverlustes nach 40-tägigem Erhitzen auf 225° C sind für die obigen Zusammensetzungen in der Tabelle 4 angegeben. The results of the temperature cycle test, the flexural strength test and the weight loss after heating for 40 days at 225 ° C. are given in Table 4 for the above compositions.
Tabelle 4 Table 4
Temperatur- Biegefestigkeit (kg/cm2) Gewichtsverlust zyklustest: anfänglich nach 40 d nach 40 d Temperature bending strength (kg / cm2) Weight loss cycle test: initially after 40 d after 40 d
Rissbildungs- bei 20° C beil80°C Erhitzen auf 225 °C Cracking at 20 ° C including 80 ° C heating to 225 ° C
temperatur auf 225 °C (%) temperature to 225 ° C (%)
(°C) bei 180° C (° C) at 180 ° C
Beispiel 13 -30 1240 980 760 3,5 Example 13 -30 1240 980 760 3.5
Beispiel 14 -50 1210 910 630 4,8 Example 14 -50 1210 910 630 4.8
Beispiel 15 -60 1120 860 550 5,6 Example 15 -60 1120 860 550 5.6
Vergleichsbeispiel 9 Raumtemperatur 1220 1050 910 3,0 Comparative Example 9 room temperature 1220 1050 910 3.0
Vergleichsbeispiel 10 1,0 970 230 150 9,3 Comparative Example 10 1.0 970 230 150 9.3
Beispiele 16-18 Ein durch Umsetzung von 1 mol Linolsäure mit 1 mol 5-Hexensäure erhaltenes Diels-Alder-Addukt sowie ein durch Umsetzung von 1 mol Linolsäure mit 1 mol Lindersäure (lin-deric acid) erhaltenes Diels-Alder-Addukt wurden jeweils mit Examples 16-18 A Diels-Alder adduct obtained by reacting 1 mol of linoleic acid with 1 mol of 5-hexenoic acid and a Diels-Alder adduct obtained by reacting 1 mol of linoleic acid with 1 mol of lindenic acid were also included
überschüssigem Epichlorhydrin epoxidiert, worauf zwei flüs-45 sige Diglycidylesterverbindungen erhalten wurden. Das erste Produkt ist im folgenden mit «Flexibilisator B», das letztere mit «Flexibilisator B» bezeichnet. excess epichlorohydrin epoxidized, whereupon two liquid diglycidyl ester compounds were obtained. The first product is referred to below as "Flexibilizer B", the latter as "Flexibilizer B".
Tabelle 5 Table 5
Diglycidylester Flexibilisator von HHPA* (g) HHPA diglycidyl ester flexibilizer * (g)
(g) (G)
Beispiel 16 25 Beispiel 17 25 Beispiel 18 25 Example 16 25 Example 17 25 Example 18 25
* HHPA: Hexahydrophthalsäureanhydrid * HHPA: hexahydrophthalic anhydride
MDI MDI
(g) (G)
A 25 70 A 25 70
B 25 70 B 25 70
C 25 70 C 25 70
2-Äthyl- geschmolzenes 2-ethyl melted
4-methyiimidazol Quarzglaspulver (g) (g) 4-methyimidazole quartz glass powder (g) (g)
0,1 220 0.1 220
0,1 220 0.1 220
0,1 220 0.1 220
Die thermische Schockbeständigkeit, die Biegefestigkeit sowie der Gewichtsverlust der durch Härten der warmhärtbaren Harzzusammensetzung nach Tabelle 5 unter denselben The thermal shock resistance, flexural strength and weight loss of the same by curing the thermosetting resin composition shown in Table 5 among them
Bedingungen wie in Beispiel 13 erhaltenen gehärteten Produkte sind in der Tabelle 6 angegeben. Conditions as in cured products obtained in Example 13 are shown in Table 6.
622 276 622 276
Tabelle 6 Table 6
Temperatur temperature
Biegefestigkeit kg/cm2 Flexural strength kg / cm2
Gewichtsverlust zyklustest: Weight loss cycle test:
anfänglich nach 40 d nach 40 d initially after 40 d after 40 d
Rissbildungs- Crack formation
bei 20° C bei 180° C at 20 ° C at 180 ° C
Erhitzen Heat
Erhitzen temperatur Heating temperature
auf 225 °C to 225 ° C
auf 225° C to 225 ° C
CC) CC)
- -
bei 180° C at 180 ° C
(%) (%)
Beispiel 16 Beispiel 17 Beispiel 18 Example 16 Example 17 Example 18
<-60 -60 -10 <-60 -60 -10
1220 1200 1290 1220 1200 1290
880 760 790 880 760 790
620 610 490 620 610 490
3,8 4,0 4,2 3.8 4.0 4.2
Aus der Tabelle 6 geht hervor, dass das aus Linolsäure und Lindersäure hergestellte Diels-Alder-Addukt (mit 25 C-Ato-men) nur geringen Einfluss auf die Ergebnisse des Temperaturzyklustests zeigt. Table 6 shows that the Diels-Alder adduct (with 25 C atoms) made from linoleic acid and linden acid shows little influence on the results of the temperature cycle test.
Beispiele 19-21 Durch Epoxidieren der durch Diels-Alder-Reaktion aus Linolensäure erhaltenen dimeren Säure mit Epichlorhydrin wurde der Diglycidylester des Linolensäuredimeren hergestellt. Das Produkt wird im folgenden als «Flexibilisator D» is bezeichnet. Examples 19-21 The diglycidyl ester of the linolenic acid dimer was prepared by epoxidizing the dimeric acid obtained from linolenic acid by Diels-Alder reaction with epichlorohydrin. The product is referred to below as "Flexibilizer D".
Die Eigenschaften der in Tabelle 7 aufgeführten warmhärtbaren Harzzusammensetzungen sind in der Tabelle 8 aufgeführt. Die Härtungsbedingungen waren 110° C/15 h, 140°C/8 h sowie darauf 180° C/15 h. The properties of the thermosetting resin compositions listed in Table 7 are shown in Table 8. The curing conditions were 110 ° C / 15 h, 140 ° C / 8 h and then 180 ° C / 15 h.
Tabelle 7 Table 7
Novolack-Epoxy-verbindung* (g) Novolack epoxy compound * (g)
Flexibilisator A (g) Flexibilizer A (g)
MDI MDI
(g) (G)
2-Phenyl- 2-phenyl
imidazol imidazole
(g) (G)
geschmolzenes melted
Quarzglaspulver Quartz glass powder
(g) (G)
Beispiel 19 Example 19
40 40
10 10th
85 85
0,14 0.14
230 230
Beispiel 20 Example 20
30 30th
20 20th
75 75
0,13 0.13
218 218
Beispiel 21 Example 21
20 20th
30 30th
60 60
0,11 0.11
187 187
Vergleichsbeispiel 11 Comparative Example 11
50 50
- -
93 93
0,14 0.14
243 243
Vergleichsbeispiel 12 Comparative Example 12
- -
50 50
38 38
0,09 0.09
150 150
: Epoxyäquivalent 176 : Epoxy equivalent 176
Tabelle 8 Table 8
Temperatur temperature
Biegefestigkeit kg/cm2 Flexural strength kg / cm2
Gewichtsverlust Weight loss
zyklustest: cycle test:
anfänglich initially
nach 40 d nach 40 d after 40 d after 40 d
Rissbildungs- Crack formation
bei 20° C at 20 ° C
bei 180° C at 180 ° C
Erhitzen Heat
Erhitzen Heat
temperatur temperature
auf 225°C to 225 ° C
auf 225 °C to 225 ° C
(°C) (° C)
bei 180° C at 180 ° C
(%) (%)
Beispiel 19 Example 19
<-60 <-60
1190 1190
830 830
480 480
2,8 2.8
Beispiel 20 Example 20
<-60 <-60
1110 1110
760 760
450 450
3,7 3.7
Beispiel 21 Example 21
<-60 <-60
1050 1050
690 690
440 440
4,2 4.2
Vergleichsbeispiel 11 Comparative Example 11
0 0
1160 1160
975 975
620 620
2,2 2.2
Vergleichsbeispiel 12 Comparative Example 12
-10 -10
880 880
250 250
180 180
7,1 7.1
Beispiele 22—25 Die in der Tabelle 9 angegebenen warmhärtbaren Harzzusammensetzungen wurden unter Verwendung der Diglycidylester der entsprechenden dimeren Säuren hergestellt, die aus der dimeren Säure aus Linolensäure und 5-Hexensäure (Flexibilisator E), aus der dimeren Säure von Linolensäure und Lindersäure (Flexibilisator S) bzw. aus der dimeren Säure aus Arachidonsäure und Selacholeinsäure (Flexibilisator G) hergestellt worden waren. Examples 22-25 The thermosetting resin compositions shown in Table 9 were prepared using the diglycidyl esters of the corresponding dimeric acids, which consist of the dimeric acid from linolenic acid and 5-hexenoic acid (flexibilizer E), from the dimeric acid of linolenic acid and lindenic acid (flexibilizer S ) or from the dimeric acid from arachidonic acid and selacholeic acid (flexibilizer G).
Tabelle 9 Table 9
Diglycidylester Flexibilisator MDI 2-ÄthyI- geschmolzenes von HHPA* (g) (g) 4-methylimidazol Quarzglaspulver Diglycidyl ester flexibilizer MDI 2-ethyl-melted from HHPA * (g) (g) 4-methylimidazole quartz glass powder
(g) (g) (g) (g) (g) (g)
Beispiel 22 25 D 25 70 0,1 220 Example 22 25 D 25 70 0.1 220
Beispiel 23 25 E 25 70 0,1 220 Example 23 25 E 25 70 0.1 220
Beispiel 24 25 F 25 70 0,1 220 Example 24 25 F 25 70 0.1 220
Beispiel 25 25 G 25 70 0,1 220 Example 25 25 G 25 70 0.1 220
HHPA: Hexahydrophthalsäureanhydrid HHPA: hexahydrophthalic anhydride
9 9
622 276 622 276
Die Eigenschaften der durch Härten der obigen Zusam- Beispiel 19 erhaltenen gehärteten Produkte sind in der Tabelle mensetzungen unter denselben Härtungsbedingungen wie in 10 aufgeführt. The properties of the cured products obtained by curing the above Example 19 are shown in the table compositions under the same curing conditions as in FIG. 10.
Tabelle 10 Table 10
Temperatur- Biegefestigkeit kg/cm2 Gewichtsverlust zyklustest: anfänglich nach 40 d nach 40 d Temperature / bending strength kg / cm2 weight loss cycle test: initially after 40 d after 40 d
Rissbildungs- bei 20° C bei 180° C Erhitzen Erhitzen temperatur auf 225 ° C auf 225 ° C Cracking at 20 ° C at 180 ° C Heating heating temperature to 225 ° C to 225 ° C
(° C) bei 180° € (%) (° C) at 180 ° € (%)
Beispiel 22 <-60 1120 770 510 3,9 Example 22 <-60 1120 770 510 3.9
Beispiel 23 -20 1250 890" 530 4,7 Example 23-20 1250 890 "530 4.7
Beispiel 24 -60 1350 840 470 4,3 Example 24 -60 1350 840 470 4.3
Beispiel 25* — — — — _ Example 25 * - - - - _
* Der erfindungsgemässe gleichmässig dispergierte Zustand konnte nicht erzielt werden, da die Komponenten nicht miteinander mischbar waren. * The uniformly dispersed state according to the invention could not be achieved since the components were not miscible with one another.
Wie aus der vorstehenden Tabelle deutlich hervorgeht, lieferten die dimeren Säuren (mit 44 C-Atomen) von Arachidon-säure und Selacholeinsäure keine gehärteten Produkte, die den erfindungsgemässen Anforderungen entsprachen. As clearly shown in the table above, the dimeric acids (with 44 carbon atoms) of arachidonic acid and selacholeic acid did not provide any cured products which met the requirements according to the invention.
Beispiele 26-28 Durch Umsetzung einer Polycarbonsäure mit überschüssigem Epichlorhydrin in Gegenwart von Natriumhydroxid wurde ein Polyglycidylester mit einem Epoxyäquivalent von 390 erhalten; die Polycarbonsäure war dabei durch 5 h Erhitzen eines Gemischs von 284 g (1 mol) Linolsäure und 1,4 g Di-tert.-butyl-peroxid auf 220° C hergestellt worden. Das Produkt ist 25 im folgenden als «Flexibilisator H» bezeichnet. Examples 26-28 By reacting a polycarboxylic acid with excess epichlorohydrin in the presence of sodium hydroxide, a polyglycidyl ester with an epoxy equivalent of 390 was obtained; the polycarboxylic acid was prepared by heating a mixture of 284 g (1 mol) of linoleic acid and 1.4 g of di-tert-butyl peroxide at 220 ° C. for 5 hours. The product is referred to below as "Flexibilizer H".
Tabelle 11 Table 11
Novolack- Flexibilisator H MDI 2-Phenyl- geschmolzenes Novolack flexibilizer H MDI 2-phenyl melted
Epoxy- (g) (g) imidazol Quarzglaspulver Epoxy- (g) (g) imidazole quartz glass powder
Verbindung* (g) (g) Connection * (g) (g)
(g) (G)
Beispiel 26 Example 26
40 40
10 10th
82 82
0,13 0.13
232 232
Beispiel 27 Example 27
30 30th
20 20th
77 77
0,13 0.13
224 224
Beispiel 28 Example 28
20 20th
30 30th
66 66
0,12 0.12
204 204
Vergleichsbeispiel 13 Comparative Example 13
50 50
- -
100 100
0,15 0.15
264 264
Vergleichsbeispiel 14 Comparative Example 14
- -
50 50
44 44
0,10 0.10
165 165
* Epoxyäquivalent 176 * Epoxy equivalent 176
Die Eigenschaften der durch Härtung der obigen Zusam- erhaltenen gehärteten Produkte sind in der Tabelle 12 aufge-mensetzung unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 19 führt. The properties of the cured products obtained by curing the above compositions are shown in Table 12 under the same conditions as in Example 19.
Tabelle 12 Table 12
Temperatur temperature
Biegefestigkeit kg/cm2 Flexural strength kg / cm2
Gewichstsverlust Loss of weight
zyklustest: cycle test:
anfänglich initially
nach 40 d nach 40 d after 40 d after 40 d
Rissbildungs- Crack formation
bei 20° C at 20 ° C
bei 180° C at 180 ° C
Erhitzen Heat
Erhitzen Heat
temperatur temperature
auf 225°C to 225 ° C
auf 225°C to 225 ° C
(°C) (° C)
bei 180° C at 180 ° C
(%) (%)
Beispiel 26 Example 26
-60 -60
1310 1310
870 870
660 660
2,9 2.9
Beispiel 27 Example 27
<-70 <-70
1190 1190
790 790
590 590
3,4 3.4
Beispiel 28 Example 28
<-70 <-70
980 980
680 680
550 550
3,9 3.9
Vergleichsbeispiel 13 Comparative Example 13
Raumtemperatur Room temperature
1280 1280
1010 1010
880 880
2,4 2.4
Vergleichsbeispiel 14 Comparative Example 14
10 10th
760 760
220 220
120 120
8,5 8.5
Beispiel 29-32 mit Linolensäure (als Flexibilisator J bezeichnet) und mit Sela- Example 29-32 with Linolenic Acid (referred to as Flexibilizer J) and with Sela-
Es wurden Diglycidylester von Polycarbonsäuren einge- «s choleinsäure (als Flexibilisator K bezeichnet) erhalten worden setzt, die mit 5-Hexensäure (als Flexibilisator I bezeichnet), waren. There were obtained diglycidyl esters of polycarboxylic acids - oleic acid (referred to as flexibilizer K) containing 5-hexenoic acid (referred to as flexibilizer I).
622 276 622 276
10 10th
Tabelle 13 Table 13
Diglycidylester von HHPA* (g) Diglycidyl ester of HHPA * (g)
Flexibilisator (g) Flexibilizer (g)
MDI MDI
(g) (G)
2-Äthyl- 2-ethyl
4-methylimidazol (g) 4-methylimidazole (g)
geschmolzenes melted
Quarzglaspulver Quartz glass powder
(g) (G)
Beispiel 29 25 H 25 Example 29 25 H 25
Beispiel 30 25 125 Example 30 25 125
Beispiel 31 25 J 25 Example 31 25 J 25
Beispiel 32 25 K 25 Example 32 25 K 25
* HHPA: Hexahydrophthalsäureanhydrid * HHPA: hexahydrophthalic anhydride
Die Eigenschaften der durch Härten der obigen Zusammensetzung unter denselben Härtungsbedingungen wie in Bei- The properties of the by curing the above composition under the same curing conditions as in
70 70 70 70 70 70 70 70
0,1 0,1 0,1 0,1 0.1 0.1 0.1 0.1
220 220 220 220 220 220 220 220
spiel 19 erhaltenen gehärteten Produkte sind in der Tabelle 14 aufgeführt. Game 19 obtained hardened products are listed in Table 14.
15 15
Tabelle 14 Table 14
Temperatur temperature
Biegefestigkeit kg/cm2 Flexural strength kg / cm2
Gewichtsverlust zyklustest: Weight loss cycle test:
anfänglich nach 40 d nach 40 d initially after 40 d after 40 d
Rissbildungs- Crack formation
bei 20° C bei 180° C at 20 ° C at 180 ° C
Erhitzen Heat
Erhitzen temperatur Heating temperature
auf 225 °C to 225 ° C
auf 225 °C to 225 ° C
rc) rc)
bei 180° C at 180 ° C
(%) (%)
Beispiel 29 <-60 1380 820 630 4,2 Example 29 <-60 1380 820 630 4.2
Beispiel 30 -10 1370 1050 740 3,9 Example 30 -10 1370 1050 740 3.9
Beispiel 31 <-60 1403 865 590 4,8 Example 31 <-60 1403 865 590 4.8
Beispiel 32* - - Example 32 * - -
" Der erfindungsgemässe gleichmässig dispergierte Zustand konnte nicht erzielt werden, da die Komponenten nicht miteinander mischbar waren. "The uniformly dispersed state according to the invention could not be achieved since the components were not miscible with one another.
Beispiel 33 Example 33
Mit Kupfer-Flachdraht (10 x 20 x 450 mm) wurde eine Modellspule [(3), vgl. Fig. 4 (a)] hergestellt, deren Form einer in zwei Hälften aufgeschnittenen Rautenspule für rotierende elektrische Maschinen entsprach. 17 derartige Modellspulen wurden wie in Fig. 4(b) angeordnet und mit der warmhärtbaren Harzzusammensetzung (4) mit der nachfolgend angegebenen Zusammensetzung vergossen. Die erwähnte Modellspule für rotierende elektrische Maschinen hatte die Abmessungen 100 x 100 x 1000 mm. Nach dem Eingiessen bei 80° C und 1 atm wurde die Härtung bei 110° C/1,5 h, bei 140° C/8 h sowie darauf bei 180° C/15 h vorgenommen. With copper flat wire (10 x 20 x 450 mm) a model coil [(3), cf. 4 (a)], the shape of which corresponded to a diamond coil cut in half for rotating electrical machines. 17 such model coils were arranged as in Fig. 4 (b) and potted with the thermosetting resin composition (4) having the following composition. The model coil for rotating electrical machines mentioned had the dimensions 100 x 100 x 1000 mm. After pouring in at 80 ° C and 1 atm, curing was carried out at 110 ° C / 1.5 h, at 140 ° C / 8 h and then at 180 ° C / 15 h.
Zusammensetzung: Composition:
Novolack-Epoxyharz (Epoxyäquivalent 174) 80 g Novolack epoxy resin (epoxy equivalent 174) 80 g
Polyglycidylester des Linolsäure-Dimeren 20 g Polyglycidyl ester of linoleic acid dimer 20 g
(Epoxyäquivalent 430) (Epoxy equivalent 430)
MDI 172 g l-Cyanoäthyl-2-äthyl-3-äthylimidazol 0,2 g MDI 172 g l-cyanoethyl-2-ethyl-3-ethylimidazole 0.2 g
KBM 403 4,0 g geschmolzenes Quarzglaspulver 530 g KBM 403 4.0 g melted quartz glass powder 530 g
Bei 20maliger Durchführung des Temperaturzyklustests von 180° C/2 h bis —30° C/2 h an der obigen Modellspule für rotierende elektrische Maschinen wurden keinerlei Risse oder Sprünge im Giessharz festgestellt. When the temperature cycle test was carried out 20 times from 180 ° C / 2 h to -30 ° C / 2 h on the above model coil for rotating electrical machines, no cracks or cracks were found in the casting resin.
Vergleichsbeispiel 15 In der Harzzusammensetzung von Beispiel 33 wurden 100 g des Novolack-Epoxyharzes (Epoxyäquivalent 174) ohne Zusatz des Polyglycidylesters des Linolsäuredimeren einge-35 setzt. In diesem Fall traten an den Stellen Sprünge auf, wo das Giessharz mit der Kupferspule in Kontakt war, wenn die Modellspule für rotierende elektrische Maschinen nach der Härtung auf Raumtemperatur abgekühlt wurde. Comparative Example 15 In the resin composition of Example 33, 100 g of the novolak epoxy resin (epoxy equivalent 174) were used without the addition of the polyglycidyl ester of the linoleic acid dimer. In this case, cracks occurred at the places where the casting resin was in contact with the copper coil when the model coil for rotating electrical machines was cooled to room temperature after hardening.
Diese Modellspule wie in Beispiel 33 wurde ferner auch 40 unter Verwendung der nachstehend beschriebenen Epoxyharz-zusammensetzung hergestellt, von der eine vergleichsweise gute thermische Schockbeständigkeit erwartet wurde. Wenn die Modellspule nach der Härtung auf Raumtemperatur abgekühlt wurde, zeigten sich allerdings in halber Höhe von der 45 Oberseite der Spule Risse im Giessharz. This model coil as in Example 33 was also made 40 using the epoxy resin composition described below, which was expected to have a comparatively good thermal shock resistance. When the model coil was cooled to room temperature after curing, however, cracks in the casting resin appeared halfway up from the top of the coil.
Zusammensetzung: Composition:
3,4-EpoxycyclohexylmethyI-(3,4-epoxy)- 3,4-epoxycyclohexylmethyl- (3,4-epoxy) -
cyclohexancarboxylat 60 g so Bisphenol-A-Epoxyharz (Epoxyäquivalent 410) 40 g cyclohexane carboxylate 60 g so bisphenol A epoxy resin (epoxy equivalent 410) 40 g
Vinylcyclohexendioxid 20 g Vinylcyclohexene dioxide 20 g
Methyltetrahydrophthalsäureanhydrid 240 g Methyl tetrahydrophthalic anhydride 240 g
Benzyldimethylamin 1 g Benzyldimethylamine 1 g
Quarzglaspulver 540 g Quartz glass powder 540 g
55 55
2 Blatt Zeichnungen 2 sheets of drawings
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